Disminuir el tiempo de inactividad del DataCenter mejorando el PUE (Power Usage Effectiveness)

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La eficacia en el uso de energía (PUE) y la eficiencia recíproca de la infraestructura del centro de datos (DCiE) son estándares de evaluación comparativa ampliamente aceptados propuestos por Green Grid para ayudar a los profesionales de TI a determinar la eficiencia energética de los centros de datos y a monitorear el impacto de sus esfuerzos de eficiencia. 

El Uptime Institute también tiene un punto de referencia integral que recomienda denominado Eficiencia promedio del centro de datos corporativo (CADE). En su Foro Técnico de febrero de 2009, Green Grid presentó nuevos puntos de referencia denominados Productividad del centro de datos (DCP) y Productividad energética del centro de datos (DCeP) que sondean el trabajo útil producido por su centro de datos. Todos los puntos de referencia tienen su valor y, cuando se utilizan correctamente, pueden ser una herramienta útil y esencial para mejorar la eficiencia energética de su centro de datos.

¿Qué es PUE? ¿Qué es DCiE?

PUE / DCiE son puntos de referencia de eficiencia que comparan la infraestructura del centro de datos con la carga de TI existente. La evaluación comparativa inicial de PUE / DCiE produce una puntuación de eficiencia y establece un marco de prueba para que la instalación se repita. Al comparar las puntuaciones iniciales y posteriores, los administradores de los centros de datos pueden medir el impacto de lo que deberían ser los esfuerzos continuos de eficiencia. En un momento dado, están comparando la energía que se usa actualmente para los equipos de TI que necesita una empresa con la energía que usa la infraestructura que mantiene esos equipos de TI refrigerados, alimentados, respaldados y protegidos.

Ejemplo de PUE:

Tener una instalación que utiliza 100.000 kW de potencia total, de los cuales 80.000 kW se utilizan para alimentar su equipo de TI, generaría un PUE de 1,25. Los 100.000 kW de potencia total de la instalación divididos por los 80.000 kW de potencia de TI.

Ejemplo DCiE:

Tener esa misma instalación que usa 100,000 kW de potencia total de los cuales 80,000 kW se usan para alimentar su equipo de TI, generaría un DCiE de .8. Los 80.000 kW de potencia de TI divididos por los 100.000 kW de potencia total de la instalación.

Generar PUE / DCiE es solo un comienzo en su camino hacia la eficiencia. Para que este punto de referencia sea significativo, debe generarse de forma regular y preferiblemente también en diferentes días de la semana y en diferentes momentos del día. El objetivo es tomar acciones de eficiencia procesables basadas en sus datos reales. Al comparar su punto de referencia inicial con los puntos de referencia tomados después de implementar los cambios, debería poder ver mejoras notables en su PUE / DCiE.

¿Porqué es importante medir el PUE y el DCiE?

Las empresas y organizaciones necesitan equipos de TI para proporcionar sus productos y servicios, manejar transacciones, brindar seguridad y hacer funcionar y hacer crecer sus negocios. Cuanto más crece una empresa u organización, mayor es la necesidad de albergar sus equipos informáticos en un entorno seguro. El equipo de TI incluye servidores informáticos, concentradores, enrutadores, paneles de conexión de cableado y otros equipos de red. Dependiendo del tamaño, ese entorno seguro se denomina armario de cableado, sala de computadoras, sala de servidores o centro de datos. Además de la energía necesaria para hacer funcionar ese equipo de TI, la energía eléctrica se utiliza para luces, seguridad, energía de respaldo y control de clima para mantener los niveles de temperatura y humedad que minimizarán el tiempo de inactividad debido a problemas de calor. Al comparar PUE o DCiE, está comparando la energía necesaria para la TI crítica para el negocio con la energía que mantiene vivo y protegido ese equipo de TI.


Todo el equipo de TI (y todo lo que funcione con electricidad) genera calor. En una sala llena de racks de computadoras y otros equipos de TI, una cantidad significativa de sus costos de energía son incurridos por equipos especializados de enfriamiento y energía del centro de datos desplegados para mantener sus servidores y otros equipos de TI en funcionamiento. Los problemas de calor en los centros de datos son una de las principales causas del tiempo de inactividad.

Los centros de datos son entornos grandes y complejos y, a menudo, tienen diferentes equipos estratégicos que administran componentes clave, un equipo que se enfoca en la administración de las instalaciones y el otro en los equipos de TI implementados en las instalaciones. En estos entornos, los administradores de instalaciones generalmente determinan los problemas ambientales de la infraestructura, incluidos la energía, la refrigeración y el flujo de aire, y los administradores de TI determinan los sistemas de TI críticos, como los servidores y el equipo de red.

Frecuencia de evaluación comparativa PUE / DCiE:

Para tener un valor real, PUE y DCiE tampoco son puntos de referencia que se puedan realizar una vez o con poca frecuencia. Deben medirse de forma regular, si no en tiempo real, en diferentes momentos del día y de la semana. Para enfatizar esta importancia, Green Grid está introduciendo algunos identificadores adicionales, que en combinación con el puntaje de referencia PUE le brindarán una imagen mucho mejor de la frecuencia y el significado general del puntaje resultante PUE o DCiE.

No puede controlar ni administrar lo que no mide

Tener una comprensión holística del consumo de energía de su sala de computadoras o centro de datos es un primer paso clave para poder determinar los pasos apropiados necesarios para mejorar su eficiencia energética. La medición debe usarse como una herramienta continua en la estrategia general del centro de datos. La medición de CFD a múltiples alturas en una fila de racks junto con la medición de la presión de aire debajo de las baldosas del piso no solo puede ayudarlo a asegurarse de que está recibiendo suficiente aire frío a la entrada de sus servidores, sino que también puede ayudarlo a mantener el flujo de aire al nivel ASHRAE recomendado para todo el equipo de TI (las recomendaciones actuales de aire de entrada de ASHRAE son para un rango ambiental de 18 ° C a 27 ° C (64,4 ° F a 80,6 ° F) y un punto de rocío de humedad de 5,5 ° C a 15 ° C. Estos datos también pueden ayudarlo a eliminar el pasillo caliente / problemas de contención de pasillos fríos (fugas de aire caliente hacia los pasillos fríos y viceversa). Con una medición de potencia adecuada de la infraestructura y el equipo de TI general del centro de datos, se podrá determinar el PUE y DCiE. Como PUE / DCiE son estándares de la industria , determinar la calificación de eficiencia energética del centro de datos  permitirá comparar qué tan eficiente es la instalación en comparación con otros centros de datos en todo el mundo. También ayuda a establecer un punto de referencia que puede rastrear, informar y mejorar continuamente. Mantener la eficiencia energética del centro de datos debe ser un proceso continuo. Después de determinar la calificación de eficiencia de la instalación, se deben implementar las mejores prácticas de energía y enfriamiento para mejorar la eficiencia. Para esto Mitsubishi Electric en UPS y Data Aire en aires acondicionados de precisión han desarrollado tecnología que permitirán generar estas mejoras de manera sustancial.  Luego se debe monitorear cómo estos cambios mejoraron su PUE / DCiE. Y a medida que agrega activos de TI de eficiencia energética adicionales, el proceso continúa mostrando cuánto menos consumo de energía está utilizando su instalación. Las mejoras en su DCiE y PUE se correlacionan con una mayor eficiencia, que a su vez demuestra una reducción medible en la factura de energía de su empresa u organización.

Cómo calcular PUE y DCiE:

PUE y DCiE: qué medir

Los conceptos de PUE y DCiE parecen sencillos. Sin embargo, el intrincado laberinto de transformadores, PDU y Aires Acondicionados hace que la medición sea más que una simple aritmética.

El cálculo de PUE o DCiE tiene más valor cuando se convierte en un proceso repetible, con seguimiento en el tiempo. El contenido de este documento está diseñado para ayudar a los profesionales del centro de datos con esa primera lectura, desarrollando un protocolo para repetir a medida que avanzan los esfuerzos de eficiencia.

Paso 1: Desarrolle un programa de pruebas

La frecuencia de la medición PUE / DCiE depende del programa de eficiencia general. Si la recopilación de datos se automatiza a través de software, la medición continua (hora a hora, minuto a minuto) debería ser posible. Las cargas pueden fluctuar a lo largo de la jornada laboral, y los profesionales pueden encontrar valor en contrastar el PUE en las cargas máximas con la medición en los puntos más lentos o inactivos del día.

Autor de PUE y DCiE, The Green Grid ofrece la siguiente guía para los intervalos de medición:

Programa de eficiencia básica: mensual / semanal

Programa de eficiencia intermedia: diario

Programa de eficiencia avanzada: continuo (hora a hora)

Ya sea que los cálculos se realicen una vez al mes o una vez por hora, cualquier medición regular es un paso en la dirección correcta.

Paso 2: planifique sus objetivos de eficiencia

Su plan de eficiencia puede ser tan básico o tan detallado como desee. Un centro de datos dedicado, por ejemplo, puede capturar la electricidad entrante directamente en el medidor y la carga de TI directamente desde el UPS. A partir de ahí, la división simple produce una puntuación de eficiencia.


Pero varios componentes influyen en la carga total de la instalación. La infraestructura de refrigeración puede consumir el 40% de la electricidad entrante como en el ejemplo siguiente. Por esta razón, es posible que un usuario desee medir específicamente y determinar la tendencia del consumo en la planta central.


Las tecnologías actuales permiten mediciones muy precisas. Un sistema de administración de edificios puede monitorear la electricidad entrante total, las cargas de enfriadores y las cargas de iluminación. La tecnología de tarjetas de comunicación SNMP o MODBUS instalados en los productos Mitsubushi, DataAire, MSM, y PQGlobal entre otros, los productos de alimentación de rack más nuevos y la supervisión de circuitos derivados pueden realizar un seguimiento del consumo de energía a nivel del dispositivo. Los sensores remotos y los productos de software pueden monitorear kW y kWH de CRAC y CRAH individuales. Como resultado, los usuarios pueden identificar y mejorar las áreas problemáticas del centro de datos.

Este nivel de detalle depende en última instancia de sus objetivos, instalaciones y presupuesto. No importa cuán simple o complicado sea el programa, el objetivo más importante es la coherencia. No se puede mejorar ni controlar lo que no se mide.

Paso 3: conozca los componentes de distribución de energía

La distribución eléctrica es fundamental para estas medidas. La energía fluye a través de una variedad de componentes y se producen pérdidas a medida que pasa de una entrada de servicio al equipo de TI. Éstos son algunos de los componentes de energía clave:

Transformadores MGM 

La electricidad viaja a través de la entrada de servicio y entra en un transformador, que alimenta todo lo que se encuentra aguas abajo: aparamenta, UPS, iluminación, CRAC / CRAH y, eventualmente, el equipo de TI. El lado cuesta arriba de este transformador representa un punto potencial para medir la potencia total de la instalación.

Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) Mitsubishi

Aguas abajo del transformador, interruptores de transferencia, aparamenta. Esto representa un lugar potencial para medir la carga total de TI.

Unidad de distribución de energía (PDU) Cyberex

A diferencia de las unidades de energía basadas en rack (donde el equipo de TI se alimenta realmente), estas unidades de piso distribuyen energía a través de disyuntores a los gabinetes y racks que albergan el equipo de TI. Esta ubicación, si está disponible, representa un lugar más completo para medir la carga de TI, ya que incluye las pérdidas eléctricas tanto del UPS como de la PDU.

Paso 4: Encuentre la potencia total de su instalación

Transformadores

Los transformadores no tienen inteligencia intrínseca, por lo que será necesaria la medición. Los dispositivos portátiles sofisticados pueden proporcionar una lectura puntual de la electricidad entrante.

Sin embargo, el objetivo es realizar un seguimiento de los resultados y las mejoras a lo largo del tiempo. Los medidores de pinza, instalados en el lado cuesta arriba del transformador, pueden cuantificar las ganancias de eficiencia a través de la medición continua. Los dispositivos, alojados en cajas eléctricas cercanas al transformador, tienen cables que se instalan alrededor de cada conductor y brindan lecturas detalladas de cada fase eléctrica.

Los transformadores son muy importantes para el funcionamiento del centro de datos y algunos usuarios, preocupados por la complejidad de la instalación o la percepción de tiempo de inactividad, pueden dudar en instalar dichos medidores. Sin embargo, una ingeniería sólida y experimentada puede disipar estas preocupaciones y posicionar al usuario para ahorrar en costos de energía durante la vida útil de su instalación.

Interruptor de transferencia automática / estática (ATS / STS)

Si bien la medición de transformador dedicada proporcionará la carga de instalación más precisa, hay situaciones que no permiten la medición en este punto de la cadena de suministro. La salida del ATS / STS proporciona un punto de medición óptimo para la energía de las instalaciones. En el entorno que incluye un generador de respaldo, la medición de potencia de la instalación en la salida del ATS / STS es el punto preferido para recolectar toda la carga de la instalación, ya que todos los sistemas necesarios para operaciones críticas se alimentan desde este punto.

Software de gestión de edificios

Es posible que los usuarios ya utilizan un sistema de gestión de edificios que supervise continuamente el consumo de energía. Si este es el caso, la potencia total de la instalación puede ser poco más que unos pocos clics en cada sentido, presentando los valores a través de una interfaz web.

Paso 5: Encuentre su carga total de TI

Medición de la carga de TI a través de PDU

La salida de la PDU es otro punto de medición. Las PDU más nuevas con paneles legibles o la supervisión automatizada de circuitos derivados hacen que la carga de TI sea muy accesible. Como se mencionó anteriormente, las PDU pueden contener varios paneles de 42 polos y, sin automatización, instalar medidores en cada polo y administrar los datos resultantes podría resultar difícil.

Tenga en cuenta que cada lectura está sujeta a pérdidas eléctricas, debido a las ineficiencias del UPS y las PDU. Si lo desea, puede calcular las pérdidas comparando los valores de entrada y salida de cada dispositivo.

Potencia de entrada del SAI (kW) - Potencia de salida del SAI (kW) = Pérdida de potencia del SAI (kW)

Potencia de entrada de la PDU (kW) - Potencia de salida de la PDU (kW) = Pérdida de potencia de la PDU (kW)

Medición de la carga de TI a través de UPS

La salida del SAI es el primer lugar lógico para reunir la carga de TI. Los sistemas UPS más nuevos pueden incluir paneles frontales legibles o utilizar interfaces web, que simplifican cualquier trabajo de detective y proporcionan un vehículo para los datos de tendencias a lo largo del tiempo. Los sistemas UPS más antiguos, sin paneles frontales o capacidades SNMP, pueden utilizar las mismas pinzas amperimétricas discutidas en la sección de transformadores.

Paso 6: Tome medidas significativas

Con la lectura inicial completa, identifique un curso de acción. Considere el uso de herramientas de modelado o medición para analizar el flujo de aire en el piso del centro de datos. Revise las configuraciones interrelacionadas de la infraestructura de enfriamiento desde la temperatura del agua enfriada hasta la temperatura de entrada del servidor. Elimine los servidores inactivos y, si es posible, utilice la tecnología de virtualización. Luego, ejecute la prueba una vez más.

Si la TI respalda a los negocios, ante todo, mejorar PUE / DCiE tiene un argumento comercial convincente. Menos energía consumida, menor factura eléctrica. Bueno para el medioambiente. Bueno para el resultado final.

¿Cómo pueden PUE o DCiE ayudarlo a ahorrar costos operativos en su centro de datos?

¡Los ahorros de energía para un centro de datos eficiente son significativos! Después de calcular su punto de referencia PUE / DCiE actual, haga clic aquí para probar nuestra calculadora de ahorro de centro de datos interactiva para seleccionar diferentes objetivos de eficiencia y ver cuánto puede ahorrar su organización en costos de energía al mejorar su eficiencia.

¿Cuánto puede ahorrar su organización al tener un centro de datos más eficiente desde el punto de vista energético?

Hasta el 50% de la factura de energía de un centro de datos proviene de la infraestructura (equipos de energía y refrigeración). Pruebe nuestra calculadora interactiva de eficiencia del centro de datos y descubra cómo la reducción de PUE resultará en ahorros significativos de energía y costos. la eficiencia energética de la infraestructura de su centro de datos. Los ahorros de eficiencia son tanto financieros (gastos de capital (CAPEX) y gastos operativos (OPEX) como los ahorros ambientales en las emisiones de carbono (el carbono emitido por la electricidad utilizada para alimentar los equipos en sus centros de datos). También es importante tener en cuenta, pero más allá del alcance de esta calculadora están los ahorros sustanciales de CAPEX en la reducción de activos y la construcción diferida del centro de datos, y los ahorros en otros gases de efecto invernadero distintos del CO2. La Calculadora de ahorro de eficiencia está diseñada para ser útil para determinar los ahorros para cualquier tamaño de centro de datos, sala de computadores, sala de servidores o armario de cableado.

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